научный журнал по физике Акустический журнал ISSN: 0320-7919

БОБРОВНИЦКИЙ Ю.И. — 2013 г.

Доказано, что линейные колебательные системы с гистерезисным демпфированием в форме комплексных жесткостей и/или комплексных упругих модулей удовлетворяют принципу причинности: отклик такой системы на произвольное внешнее силовое воздействие не может появиться раньше, чем сила начала действовать. Доказательство, основанное на строгом решении задачи о вынужденных колебаниях, приведено подробно для осциллятора с комплексной жесткостью и в кратком изложении для N-массовой системы. Одновременно показано, что эти системы неустойчивы по Ляпунову. Проведено сравнение с другими линейными моделями гистерезисного демпфирования.

ИСАЕВ А.Е., МАТВЕЕВ А.Н., НЕКРИЧ Г.С., ПОЛИКАРПОВ А.М. — 2013 г.

Статья посвящена продолжению исследования метода получения частотной зависимости пары излучатель–приемник в свободном поле путем выполнения скользящего комплексного взвешенного усреднения частотной зависимости пары, измеренной в поле отражающего бассейна. Метод применен для градуировки по полю приемника градиента давления с использованием опорного гидрофона при излучении комплексного ЛЧМ сигнала. Для улучшения оценок используемого метода выполнялось редактирование исходных частотных зависимостей с использованием функций, представляющих собой произведение комплексного ЛЧМ тока излучателя на степенную функцию частоты ЛЧМ сигнала. Продемонстрированы способы использования априорной информации как для улучшения результатов, полученных методом скользящего комплексного взвешенного усреднения, так и для оценки искажений, вносимых методом.

ГУРБАТОВ С.Н., МАКОВ Ю.Н., РУДЕНКО О.В. — 2013 г.

Дан расчет нестационарного течения вязкой жидкости в узкой трубке под действием переменного во времени перепада давления. Такое течение сопровождает венепункцию – процедуру взятия пробы из вены с использованием медицинской иглы. Показано, как измерения характеристик течения в процессе венепункции позволяют оперативно оценить вязкость. Этот метод для крови является “невозмущающим” в том смысле, что процесс измерения слабо влияет на измеряемую величину. Он может найти применение в медицинской практике.

АНОСОВ А.А., БЕЛЯЕВ Р.В., ВИЛКОВ В.А., КАЗАНСКИЙ А.С., МАНСФЕЛЬД А.Д., СУБОЧЕВ П.В. — 2013 г.

В эксперименте восстановлена меняющаяся во времени глубинная температура модельного объекта: говяжьей печени. Печень в течение 6 минут нагревали лазерным излучением (810 нм), передаваемым с помощью световода на глубину 1 см. Во время нагрева и последующего охлаждения глубинная температура измерялась методом акустотермографии. Для независимого контроля использовали три электронных термометра, показания которых в последующем и восстанавливали. Восстановление глубинной температуры проводилось с помощью нейронной сети с задержкой. В течение последних двух минут нагрева среднеквадратическая погрешность восстановления при времени усреднения 50 с не превышала 0.5°C. Такой результат позволяет использовать предлагаемый метод для решения ряда медицинских задач.

УРУСОВСКИЙ И.А. — 2013 г.

Применительно к противошумовым экранам проведен расчет дифракции звука на полуплоскости с насадкой в форме веера множества жестких полос разной ширины, образующих узкие клиновидные каналы неодинаковой длины. Каналы сообщаются друг с другом через внутреннюю цилиндрическую полость, в которую внутренние концы каналов открыты. Рассчитаны кривые снижения звука в зависимости от частоты и угла падения волн, иллюстрирующие высокую эффективность экрана.

ГЛУШКОВ Е.В., ГЛУШКОВА Н.В. — 2013 г.

DOI: 10.7868/S0320791913060051 Список литературы

БОГАЧЕВ И.В., ВАТУЛЬЯН А.О., ЯВРУЯН О.В. — 2013 г.

Предложена схема восстановления неоднородных по толщине модулей упругости ортотропного слоя по данным акустического зондирования. Задача реконструкции сведена к поэтапному восстановлению функций, характеризующих упругие модули, на основе итерационной регуляризации и метода регуляризации Тихонова А.Н., использующих анализ усредненных характеристик. Проведен вычислительный эксперимент для различных законов неоднородности, выявлены эффективные для идентификации частотные диапазоны зондирования, обсуждены различные аспекты численной реализации.

БРЫСЕВ А.П., КРУТЯНСКИЙ Л.М., СМАГИН Н.В. — 2013 г.

Выполнены эксперименты по измерению коэффициента акустического поглощения в тестовых объектах, содержащих случайно распределенные по объему твердые микрочастицы. При этом использовались два метода: стандартный эхо-импульсный метод введения образца и его модификация с применением эффекта обращения волнового фронта ультразвука. Тест-объекты были изготовлены из желатина, а размеры частиц были подобраны таким образом, чтобы провести измерения как в длинноволновом, так и в средневолновом режимах рассеяния зондирующего пучка. Показано, что в первом режиме, когда присутствие частиц приводит к дополнительным вязкостным и температурным потерям, оба сравниваемых метода дают одинаковые результаты. Во втором режиме, когда основным механизмом дополнительных потерь является упругое рассеяние, эффект обращения волнового фронта позволяет практически полностью восстановить рассеянное поле и за счет этого получить более достоверную верхнюю оценку коэффициента поглощения ультразвука в тестовых объектах.

КОМКИН А.И., МИРОНОВ М.А. — 2013 г.

Теоретически исследован импеданс излучения прямоугольного поршня, размещенного на стенке прямоугольного канала. Получена зависимость присоединенной длины поршня от ширины канала, показывающая, что с уменьшением ширины канала присоединенная длина в отличие от сопротивления излучению уменьшается. Проведено сравнение полученных результатов с данными для присоединенной длины квадратного отверстия в прямоугольной перегородке в канале.

ДЕЙНЕГА М.А., КОЛЬЦОВА И.С., ПОЛУХИНА А.С. — 2013 г.

Впервые экспериментально показано, что при осаждении множества неконсолидированных частиц возможно образование гетерогенно-дисперсного слоя, в котором при прохождении ультразвуковых волн возникают стоячие волны. Время формирования слоя из множества частиц имеет непосредственную связь с индивидуальными свойствами диспергированной фазы и дисперсной среды. Исследования проводились на частоте ультразвуковых волн 3 МГц. В качестве диспергированной фазы были взяты частицы крахмала и Al2O3, а дисперсными средами были вода и раствор глицерина.

БЕЛЯЕВ И.О., КАРАБУТОВ А.А., ПОДЫМОВА Н.Б. — 2013 г.

Экспериментально реализован метод широкополосной акустической спектроскопии с лазерным источником ультразвука для количественного анализа влияния пористости на коэффициент затухания продольных акустических волн в углепластиковых композитных материалах. Исследуемые образцы имели различный уровень объемной пористости (до 10%), определенный методом рентгеновской компьютерной томографии. Для всех образцов наблюдался резонансный пик затухания ультразвука, связанный с одномерной периодичностью слоистой структуры композита. Абсолютное значение максимума и ширина резонансного пика зависят от локальной концентрации микроскопических изолированных пор и протяженных расслоений в структуре образцов. Полученные эмпирические соотношения между этими параметрами частотной зависимости коэффициента затухания ультразвука и типом неоднородностей и их объемной концентрацией могут быть использованы для оперативной оценки качества структуры углепластиковых композитов.

ДЬЯЧЕНКО А.И., КОРЕНБАУМ В.И., МАРКИНА В.В., ПОЧЕКУТОВА И.А., САФРОНОВА М.А. — 2013 г.

Цель исследования – уточнение локализации и механизмов формирования свистов форсированного выдоха (СВФ) в бронхиальном дереве. Выполнено статистическое моделирование спектральных параметров СФВ, зарегистрированных над нижними отделами легких справа и слева и над трахеей, на выборке из 25 добровольцев, дышавших газами различной плотности. Установлено, что наиболее высокоамплитудные СФВ образуются ближе к трахее, тогда как низкоамплитудные – в более дистально расположенных уровнях бронхиального дерева. Чем меньше плотность газа, тем ближе к трахее происходит формирование среднечастотных СФВ. Для ранних высокочастотных СФВ выявлена опосредованная зависимость их пиковой частоты от числа Рейнольдса. Индуцированные турбулентным потоком вынужденные колебания и, в частности, срыв вихрей являются вероятным механизмом формирования части СФВ.

ПОЛУНИН В.М., РЯПОЛОВ П.А., СТОРОЖЕНКО А.М., ТАНЦЮРА А.О. — 2013 г.

В статье изучается динамический размагничивающий фактор Nd, используемый для описания возмущения звуковой волной намагниченности магнитной жидкости. Экспериментальные значения Nd, полученные по предложенной методике, сравниваются с результатами модельной теории, основанной на аппроксимирующей функции для тел цилиндрической формы и сплющенных эллипсоидов вращения.

МАНУЛЬЧЕВ Д.C., РУТЕНКО А.Н., СОЛОВЬЕВ А.А. — 2013 г.

Приводятся результаты натурных и численных исследований особенностей распространения энергии низкочастотных акустических и сейсмических сигналов на шельфе Японского моря. Измерения были проведены с помощью автономной вертикальной акустико-гидрофизической измерительной системы “Моллюск-07”, низкочастотного резонансного излучателя электромагнитного типа, импульсного пневмоизлучателя, свешиваемых с борта судна и резонансного сейсмоизлучателя, установленного на берегу.

ЗВЕРЕВ В.А., КОРОТИН П.И., МАТВЕЕВ А.Л. — 2013 г.

Предложено усовершенствование метода синтеза апертуры по некогерентному источнику, придавшее методу селективность и помехоустойчивость. Измерение разности фаз между сигналами приемников антенны заменено на измерение средней по антенне разности фаз между соседними приемниками путем поиска максимума модуля отклика перемещающейся антенны на сигнал источника при ее сканировании (фазировании) по углу. Эта процедура выполняется после некогерентного накопления. Выигрыш по помехоустойчивости определяется выигрышем антенны с добавлением выигрыша некогерентного накопления. Величина этого выигрыша в опыте была порядка 20 дБ. Метод сохраняет применимость к широкополосным сигналам и возможность наблюдения других некогерентных сигналов. Показана возможность высокого углового разрешения синтезированной антенной не обладающего полной временной когерентностью источника и нескольких когерентных с ним источников. За счет усреднения фазы по апертуре антенны получено повышение устойчивости метода к реверберации. Приведены результаты моделирования и применения метода в натурных опытах.

АБДРАХМАНОВ А.М., ГАРЕЕВ Б.М., ШАРИПОВ Г.Л. — 2013 г.

На установке для наблюдения однопузырьковой сонолюминесценции в сферическом резонаторе реализован режим стабилизации и свечения во время незначительных перемещений около положений равновесия нескольких (2–8) пузырьков в насыщенных аргоном водных растворах NaCl, NaOH, TbCl3 концентрацией 2–6 моль/л. Приведены примеры данной разновидности многопузырьковой сонолюминесценции, иллюстрирующие разнообразное пространственно-спектральное распределение кавитационных пузырьков, которые содержат либо эмиттеры, составляющие только континуум растворителя, либо также эмиттеры – металлы (Na*, Tb3+*). Особый интерес представляет стабилизация пузырьков в виде пар близкорасположенных (0.5–1 мм) пузырьков, в одном из которых светится только растворитель, а в другом – также и металл.

ЗАГОРСКИЙ Л.С., ШКУРАТНИК В.Л. — 2013 г.

Обоснован метод вычисления вертикального сейсмического разреза с использованием регистрируемых на поверхности волн поляризации Рэлея, возникающих при взаимодействии P и SV волн, локализованных в неоднородном полупространстве. Метод позволяет решать обратную задачу нахождения скоростей продольных и поперечных волн в массиве с числом расчетных точек, достигающим четырехсот. Приведен алгоритм метода, предусматривающий применение многомодового дисперсионного анализа и вычисления опорных точек по скорости волны в алгебраических многочленах Б.М. Левитана. Возможности метода иллюстрируются примерами его использования для исследования модельных объектов и результатами сравнения с данными метода микросейсмического зондирования.

БУРОВ В.А., ЗОТОВ Д.И., РУМЯНЦЕВА О.Д., ШУРУП А.С. — 2013 г.

Обсуждаются и численно реализуются два варианта функционально-аналитического алгоритма, предназначенного для решения обратных задач томографического типа. Экспериментальными данными являются акустические поля, излученные и принятые преобразователями, эквивалентными точечным; по этим данным рассчитывается классическая или обобщенная амплитуда рассеяния, и далее восстанавливаются характеристики рассеивателя. Алгоритм не требует ни линеаризации модели, ни итераций для уточнения оценок рассеивателей, что делает его привлекательным для решения задач акустической томографии в различных приложениях. Представляются результаты численного восстановления неоднородностей скорости звука и поглощения в среде.

САРКИСЯН А.А., САРКИСЯН С.О. — 2013 г.

В работе приведены уравнения общей прикладной-двумерной теории динамики микрополярных упругих тонких оболочек с независимыми полями перемещений и вращений, при которой полностью учтены все вращательно-сдвиговые и родственные им деформации. На основе этой общей теории изучены задачи о свободных и вынужденных колебаниях микрополярных упругих тонких цилиндрических оболочек. На основе численного анализа выявлены особенности динамического поведения оболочек из микрополярного упругого материала.

БЕЛОГОРЦЕВ А.С., РЫБАК С.А., СЕРЕБРЯНЫЙ А.Н. — 2013 г.

Обсуждаются особенности распространения внутренних волн второй моды над наклонным дном на основе численного моделирования в рамках модели уравнения Кортевега–де Вриза. Проводится сравнение процессов трансформации солитонов внутренних волн первой и второй моды при распространении над наклонным дном в одинаковых условиях фоновой гидрологии среды Южно-Китайского моря. Рассматриваются волны второй моды “растяжения” и “сжатия” и показывается реальная возможность их перехода из первого состояния во второе при распространении из глубоководных районов на шельф – аналог эффекта смены полярности амплитуд, известного ранее у внутренних волн первой моды.